Skip to main content

Egy kísérleti berendezés a napfény koncentrálásával állít elő meszet a mészkőből.

Sziklatörő: Két nagy Fresnel lencse koncentrálja a napfényt, és hevíti fel a mészkövet akár 900°C-osra. A harmadik, kisebb lencse egy napelemre koncentrálja a fényt, ami villamos energia előállításával bontja szét a mészkövet mészre, valamint oxigénre és grafitra. (Kép: Stuart Licht)

A George Washington Egyetem kutatói összeszereltek egy kissé otromba szerkezetet, ami állításuk szerint hatékonyan használja fel a napfény energiáját, és egy új kémiai folyamat során meszet állít elő, a cement legfontosabb összetevőjét, méghozzá szén-dioxid kibocsátása nélkül. Az eszköz a napfény energiájának nagyjából a felét képes hasznosítani (a napelemek ezzel szemben csak kb. 15%-os hatékonysággal működnek).

A cementgyártás az emberi tevékenység által kibocsátott üvegházhatású gázok összességének önmagában is kiteszi az 5-6 százalékát, aminek döntő részéért a mésztermelés a felelős. A hagyományos cementgyártásból származó üvegházhatású gázok egy része a mészkő felhevítéséhez (kb. 1,500°C) használt üzemanyagokból származik. A fosszilis tüzelőanyagok megújuló energiára való lecserélése logikus lépés lehet, de nem feltétlenül gazdaságos is. Az új munka középpontjában egy nehezebb probléma áll. A szén-dioxid-kibocsátás mintegy 60 százaléka a hagyományos cementgyártás természetes velejárója. A mész a mészkő – döntő részben kalcium karbonát – felhevítésével jön létre, amikor szén-dioxid szabadul fel.

Az új eljárás a folyamat kémiáját változtatja meg. A szén-dioxid kibocsátása helyett átalakítja a gázt, hővel és elektrolízissel oxigént, és szenet vagy szén-monoxidot hoz létre, az alkalmazott hőmérséklettől függően.
Hogy praktikussá tegyék az elektrolízist, a kutatók szilárd kalcium-karbonátot és folyékony lítium-karbonátot vegyítenek, ami a folyamat optimális hőmérsékletén megolvad – ez kb. 900°C-ot jelent. A folyékony állapot vezetőképes az elektrolízis számára. A magasabb hőmérséklet lecsökkenti az elektrolízis számára szükséges áram mennyiségét, és hatására a mész kicsapódik a vegyületből, így könnyű összegyűjteni. (Alacsonyabb hőmérsékleten a mész jobban oldódik, így nem csapódik ki).

A folyamat bemutatása céljából a kutatók megépítettek egy eszközt, amely 3 db Fresnel lencsével koncentrálja a napfényt. Ezek közül kettő a lítium-karbonát és a mészkő keverékét hevíti fel. Ezek a legnagyobb lencsék, relatív méretük is tükrözi, hogy a folyamatban a legtöbb energiát a keverék felmelegítése igényeli. A harmadik, kisebb lencse egy nagy hatásfokú napelemre fókuszálja a fényt, ami előállítja a forró karbonát keverék elektrolíziséhez szükséges elektromos áramot.

A készülék csak egy prototípus, kereskedelmi forgalmazásra nem áll készen. Kicsi, és csak napsütésben működik – a szakaszos üzemelés nem ideális feltétel egy ipari folyamat esetében. A kutatók olvadt só segítségével javasolják tárolni a hőt, mint ahogy ezt egyes naphőerőművek teszik. Ez lehetővé tenné, hogy a folyamat éjjel-nappal működhessen. A szükséges elektromos áramot úgy is elő lehet állítani, ha a hővel gőzt készítenek, ami megforgat egy gőzturbinát, mint ahogy egy naphőerőműben is történik, de más forrásból is származhat.

Stuart Licht, a George Washington Egyetem professzora és a munka vezetője úgy becsüli, hogy a folyamat nagy méretben olcsóbb lehet, mint a mész hagyományos előállítása. Azt mondja, ez hatékonyabb a napelemeknél is, ugyanis a spektrum olyan részeit is hasznosítja, amelyeket a napelemek nem képesek hatékonyan átalakítani elektromos árammá.

A folyamat így is meglehetősen sok energiát igényel, mondja Kurt House, a C12 Energy vezérigazgatója, aki alacsony szén-dioxid-kibocsátású beton előállítást fejlesztett ki. „Tulajdonképpen azon múlik, hogyan használjuk a napenergiát,” mondja. „Ha a hatékonyság valóban olyan jó, mint ahogy azt mondják, akkor egyetértek azzal, hogy ez nagyon, nagyon érdekes dolog. Jelenleg azonban szkeptikus vagyok.”

Forrás: http://www.mernokbazis.hu/cikkek/%C3%BAj-cementk%C3%A9sz%C3%ADt%C3%A9si-m%C3%B3d-cs%C3%B6kkentheti-a-sz%C3%A9ndioxid-kibocs%C3%A1t%C3%A1st

Szerző: Püski László

TOP 5